氟銻酸

氟銻酸（化學式：HSbF₆）或稱六氟銻酸，是氫氟酸和五氟化銻反應後的產物。^[2]以一比一的比例混合時成為現在已知最強的超強酸，實驗證明能分解碳氫化合物，產生碳正離子以及氫氣。^[3]

氟銻酸
IUPAC名 Fluoroantimonic acid
系統名 Hydrogen hexafluoro-λ5-stibanuide
別名	六氟銻酸 六氟合銻(V)酸
識別
CAS號	16950-06-4（無水）  N 72121-43-8（六水）  N
PubChem	6337100
ChemSpider	21241496
SMILES	F[Sb-](F)(F)(F)(F)[FH+]
EINECS	241-023-8
性質
化學式	HSbF6
摩爾質量	236.808（無水） 344.85（六水） g·mol⁻¹
外觀	無色液體（無水物） 無色固體（六水合物）[1]
密度	2.885 g/cm3（25℃，無水）
沸點	分解
溶解性（水）	分解
溶解性	溶於SO2ClF，SO2
pKa	−25
pKb	39
危險性
歐盟危險性符號 有毒 T 腐蝕性 C 危害環境N
警示術語	R：R39/23/24/25, R35
安全術語	S：S1/2, S36/37/39, S45, S53, S60, S61
主要危害	強腐蝕性，劇烈水解
NFPA 704	0 4 4 W
閃點	不可燃
相關物質
其他陰離子	HPF6、HAsF6
其他陽離子	NaPF6、NaSbF6
相關化學品	HF、SbF5 魔酸
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

氫氟酸（HF）和五氟化銻（SbF₅）反應強烈放熱。HF會釋放質子H⁺，然後氟離子F⁻會與SbF₅形成八面體型的SbF₆⁻陰離子。SbF₆⁻是非配位陰離子，親核性和鹼性都很弱。於是質子實際上是「裸露」在溶液中，使得混合物體系呈現極強的酸性，比純硫酸要強2×10¹⁹倍，以下是氫氟酸和五氟化銻的反應方程式：

結構

用X射線晶體學研究兩份${\displaystyle {\ce {HF - SbF5}}}$反應形成的結晶，發現化學式分別為${\displaystyle {\ce {[H2F+][{Sb2F11}^{-}]}}}$和${\displaystyle {\ce {[{H3F2}^{+}][{Sb2F11}^{-}]}}}$，都含有Sb₂F₁₁⁻作陰離子。^[4]據估計，Sb₂F₁₁⁻離子的鹼性比SbF₆⁻還要弱，因此更加穩定。

與其他酸的對照

以下的資料是以哈米特酸度函數作為依據，酸度以大負數H₀值表示：

• 氟銻酸 (1990) (H₀值 = −31.3)
• 魔酸 (1974) (H₀值 = −19.2)
• 碳硼烷酸 (1969) (H₀值 = −18.0)
• 氟磺酸 (1944) (H₀值 = −15.1)
• 三氟甲磺酸 (1940) (H₀值 = −14.9)

反應

氟銻酸加熱到40 °C下分解，生成氟化氫氣體和五氟化銻液體。^[5]

應用

主條目：超強酸 § 應用

氟銻酸使其幾乎可以質子化所有的有機化合物。它與異丁烷和新戊烷反應會生成相應的碳正離子：^[6][7]

${\displaystyle {\ce {(CH3)3CH + H+ -> (CH3)3C+ + H2}}}$

${\displaystyle {\ce {(CH3)4C + H+ -> (CH3)3C+ + CH4}}}$

危險性

氟銻酸會與水起強烈甚至爆炸性的反應，而且它會與目前已知幾乎所有的溶劑發生反應。^[2]能溶解氟銻酸的溶劑有磺酰氟氯（SO₂ClF）、液態二氧化硫及氟氯烴。盛${\displaystyle {\ce {HF - SbF5}}}$的容器可用特氟龍製造。

參考文獻

1. 氟銻酸MSDS. SigmaAldrich
2. Olah, G. A.; Prakash, G. K. S.; Wang, Q.; Li, X. 「Hydrogen Fluoride–Antimony(V) Fluoride」 in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI: 10.1002/047084289.
3. George Andrew Olah. A life of magic chemistry: autobiographical reflections of a nobel prize winner. John Wiley and Sons. 2001: 100–101. ISBN 0471157430.
4. Mootz, D.; Bartmann, K. The Fluoronium Ions H₂F⁺ and H₃F₂⁺: Characterization by Crystal Structure Analysis. Angewandte Chemie, International Edition in English. 1988, 27: 391–392. doi:10.1002/anie.198803911.
5. Oelderik, Jan. Werkwijze ter bereiding van halogeenverbindingen van vijfwaardig antimoon. Netherlands Patent Application. December 1966,. NL 6508096 A.
6. Bickel, A. F.; Gaasbeek, C. J.; Hogeveen, H.; Oelderik, J. M.; Platteeuw, J. C. Chemistry and spectroscopy in strongly acidic solutions: reversible reaction between aliphatic carbonium ions and hydrogen. Chemical Communications. 1967, 1967: 634–5. doi:10.1039/C19670000634.
7. Hogeveen, H.; Bickel, A. F. Chemistry and spectroscopy in strongly acidic solutions: electrophilic substitution at alkane-carbon by protons. Chemical Communications. 1967, 1967: 635–6. doi:10.1039/C19670000635.

參見

• 影片：氟銻酸 vs iPhone7 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）（英文）. Game Freak from Youtube